一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物及其制备方法和应用，由A组分和B组分组成：A组分为包含至少两个苯乙烯嵌段和至少一个丁二烯嵌段的丁苯共聚物I，和/或由所述丁苯共聚物I偶联得到线型或星型丁苯共聚物；B组分为包含一个苯乙烯嵌段，和至少一个丁二烯嵌段或至少一个丁苯无规共聚嵌段的丁苯共聚物II，和/或由所述丁苯共聚物II偶联得到线型或星型丁苯共聚物，丁苯共聚物组合物外貌为膨化颗粒，与沥青相容性好，可显著提高沥青低温延展性和软化点，且其制备方法简单、低成本，满足工业化生产。

Styrene butadiene copolymer composition for asphalt modification and preparation method and application thereof

The invention discloses a butadiene-styrene copolymer composition for asphalt modification and its preparation method and application, comprising component A and component B: component A is a butadiene-styrene copolymer I containing at least two styrene blocks and at least one butadiene block, and/or a linear or star styrene-butadiene copolymer is obtained by coupling the butadiene-styrene copolymer I. A styrene-butadiene copolymer II containing one styrene block and at least one butadiene block or at least one butadiene-styrene random copolymer block, and/or a linear or star-shaped styrene-butadiene copolymer II coupled by the styrene-butadiene copolymer II, the styrene-butadiene copolymer composition having the appearance of an expanded particle and good compatibility with asphalt, can be distinctly extracted. The high asphalt has low temperature ductility and softening point, and its preparation method is simple and low cost, which meets industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种用于沥青改性的丁苯共聚物，特别涉及一种用于改善沥青高低温性能好的苯乙烯-丁二烯共聚组合物，及其制备方法和应用，属于沥青材料制备

技术介绍
用于沥青改性的高分子材料很多，如乙烯-醋酸乙烯共聚物、乳液聚合丁苯橡胶、丁二烯和乙烯基芳香烃共聚物等。在沥青中通过添加这这些材料来改善沥青的性能。然而，乙烯-醋酸乙烯共聚物改性的沥青组合物的低温性能很差，在冬天沥青组合物将产生裂缝。目前用于沥青改性用量最大的是丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS型)，包括线型和星型两种结构，线型产品分子量一般在10万以上，星型结构产品分子量一般在20万以上，高温性能好，但与沥青的相容性差。乳液聚合丁苯橡胶能满足道路的一般低温性能要求，其高温性能差。市场上，SBR类型的两嵌段结构丁苯橡胶产品工业产品为块状，使用前要先破碎，多一道工序，能耗高，改性沥青低温性能好，但高温性能比传统三嵌段结构的SBS低，应用受到限制。中国专利CN102887980A公开了一种用于沥青改性的丁二烯-苯乙烯共聚物，其结构为聚苯乙烯段-聚苯乙烯和丁二烯的无规段-聚苯乙烯段，线型结构分子量为12-17万，在沥青中溶解困难，另外，总的结合苯乙烯含量为40％-45％，偏高，路面的抗车辙性能差。中国专利CN1121431C公开了一种丁二烯-苯乙烯共聚物，其结构为聚苯乙烯和丁二烯的无规段-聚丁二烯段-聚苯乙烯和丁二烯的无规段，专利中没及提到产品的应用领域。日本专利CN1190459C公开了一种用于对沥青进行改性的嵌段共聚物组合物，所述组合物包含两种嵌段共聚物，加入沥青中用于排水路面，其低温性能较SBR产品的差。
技术实现思路
针对现有的丁苯共聚物改性沥青存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种外貌为膨化颗粒，与沥青相容性好，可显著提高沥青低温延展性和软化点的丁苯共聚物组合物。本专利技术的另一目的是提供一种操作简单、高效、成本低的制备所述丁苯共聚物组合物的方法。本专利技术的第三个目的是在于提供所述丁苯共聚物组合物在改性沥青中的应用，丁苯共聚物组合物与沥青相容性好，可显著提高沥青低温延展性和软化点。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其由A组分和B组分组成：A组分为包含至少两个苯乙烯嵌段和至少一个丁二烯嵌段的丁苯共聚物，和/或由所述丁苯共聚物偶联得到线型或星型丁苯共聚物；B组分为包含一个苯乙烯嵌段，和至少一个丁二烯嵌段或至少一个丁苯无规共聚嵌段的丁苯共聚物，和/或由所述丁苯共聚物偶联得到线型或星型丁苯共聚物。本专利技术的丁苯共聚物组合物中B组分主要为包含苯乙烯嵌段的两嵌段结构或是含苯乙烯及丁苯无规嵌段的两嵌段结构。在两嵌段结构中，一相是聚苯乙烯为硬端玻璃化转变温度高，在低温下容易结晶，但另一相是聚丁二烯为软端，在低温下仍有较好的柔性，由于没有被固定，仍能保持很好的柔性，表现为优异的低温性能。而在含丁苯无规嵌段的两嵌段结构中，硬端聚苯乙烯相尺寸变短，低温性能变好，而含部分无规苯乙烯-丁二烯嵌段的玻璃化转变温度升高，较纯的聚丁二烯有更好的高温性能。还可根据需要调整以上结构中各相的尺寸大小，满足不同高低温性能要求，在此基础上进一步配合部分的三嵌段SBS结构组合使用，使得材料有更优异的高低温性能和加工性能，满足沥青改性不同的性能要求。优选的方案，A组分和B组分按质量百分比(10％～80％)：(20％～90％)组成。较优选的方案，A组分为苯乙烯质量百分比为20％～50％、丁二烯质量百分比为80％～50％，且分子量为6×104～20×104的丁苯共聚物。更优选的方案，A组分为S-B-S、S-B1-S-B2、S1-B-S2-B-S1、(S-B)nX，(S-B-S)nX、(S-B1-S-B2)nX、(S1-B-S2-B-S1)nX中至少一种，其中，S、S1和S2为苯乙烯嵌段，B、B1和B2为丁二烯嵌段，X为偶联剂残基，n＝2～6。进一步优选的方案，S-B1-S-B2和(S-B1-S-B2)nX中B2重量占B1重量的5％～20％。进一步优选的方案，S1-B-S2-B-S1和(S1-B-S2-B-S1)nX中S2重量占S1重量的5％～40％。较优选的方案，B组分为苯乙烯质量百分比为5％～40％、丁二烯质量百分比为95％～60％，且分子量为5×104～16×104的丁苯共聚物。更优选的方案，B组分为S2/B3-S1、S-B、B1-S-B2、(S-B)nX、(S2/B-S1)nX、(B1-S-B2)nX中至少一种，其中，S2/B3为丁苯无归共聚嵌段，S和S1为苯乙烯嵌段，B、B1和B2为丁二烯嵌段，X为偶联剂残基，n＝2～6。进一步优选的方案，S2/B3-S1中，S2重量占S1重量的5％～50％。进一步优选的方案，B1-S-B2和(S2/B-S1)nX中，B2重量占B1重量的10％～40％。本专利技术还提供了一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物的制备方法，将含A组分丁苯共聚物的溶胶与含B组分丁苯共聚物的溶胶混合，水蒸汽凝聚，干燥，即得。优选的方案，所述A组分丁苯共聚物的溶胶由苯乙烯单体和丁二烯单体通过阴离子聚合方法得到。优选的方案，所述B组分丁苯共聚物的溶胶由苯乙烯单体和丁二烯单体通过阴离子聚合方法得到。较优选的方案，所述丁苯共聚物组合物为疏松度在0.1～0.6范围内的颗粒，所述丁苯共聚物组合物在200℃、5kgf条件下的熔体指数值为0.3～6g/10min。本专利技术还提供了一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物的应用，将其应用于制备改性沥青。优选单位方案，所述改性沥青的配方为：70#沥青1000份，丁苯共聚物组合物40～60份，稳定剂1～3份。本专利技术的丁苯共聚物组合物呈膨化颗粒状，加工性能好，操作简单、节能。本专利技术所述丁二烯-苯乙烯共聚物组合物包括下列共聚物的混合物：本专利技术的S-B-S、S-B1-S-B2、S1-B-S2-B-S1、(S-B)nX，(S-B-S)nX、(S-B1-S-B2)nX、(S1-B-S2-B-S1)nX、S2/B3-S1、S-B、B1-S-B2、(S-B)nX、(S2/B-S1)nX、(B1-S-B2)nX等根据常规的阴离子聚合方法得到。如S-B-S，以烷基锂为引发剂，脂肪烃为反应溶剂，苯乙烯、丁二烯、苯乙烯按顺序加入进行反应，即可得到S-B-S，也可以进一步通过偶联剂耦合，得到(S-B-S)nX，偶联剂可以为二氯二甲基硅烷、三氯一甲基硅烷、四氯硅烷、二乙烯基苯等。如S-B1-S-B2，以烷基锂为引发剂，脂肪烃为反应溶剂，苯乙烯、丁二烯、苯乙烯、丁二烯按顺序加入进行反应，即可得到S-B1-S-B2，也可以进一步通过偶联剂耦合，得到(S-B1-S-B2)nX。如S1-B-S2-B-S1，以烷基锂为引发剂，脂肪烃为反应溶剂，苯乙烯、丁二烯、苯乙烯、丁二烯、苯乙烯按顺序加入进行反应，得到S1-B-S2-B-S1，也可以进一步通过偶联剂耦合，得到(S1-B-S2-B-S1)nX。如S2/B3-S1，以烷基锂为引发剂，脂肪烃为反应溶剂，丁二烯和苯乙烯混合物、苯乙烯按顺序加入进行反应，或采用其他可形成丁二烯和苯乙烯混合共聚的任何方式，得到S2/B3-S1，也可以进一步通过偶联剂耦合，得到(S2/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：由A组分和B组分组成：A组分为包含至少两个苯乙烯嵌段和至少一个丁二烯嵌段的丁苯共聚物I，和/或由所述丁苯共聚物I偶联得到线型或星型丁苯共聚物；B组分为包含一个苯乙烯嵌段，和至少一个丁二烯嵌段或至少一个丁苯无规共聚嵌段的丁苯共聚物II，和/或由所述丁苯共聚物II偶联得到线型或星型丁苯共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：由A组分和B组分组成：A组分为包含至少两个苯乙烯嵌段和至少一个丁二烯嵌段的丁苯共聚物I，和/或由所述丁苯共聚物I偶联得到线型或星型丁苯共聚物；B组分为包含一个苯乙烯嵌段，和至少一个丁二烯嵌段或至少一个丁苯无规共聚嵌段的丁苯共聚物II，和/或由所述丁苯共聚物II偶联得到线型或星型丁苯共聚物。2.根据权利要求1所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：A组分和B组分按质量百分比(10％～80％)：(20％～90％)组成。3.根据权利要求1或2所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：A组分为苯乙烯质量百分比为20％～50％、丁二烯质量百分比为80％～50％，且分子量为6×104～20×104的丁苯共聚物。4.根据权利要求3所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：A组分为S-B-S、S-B1-S-B2、S1-B-S2-B-S1、(S-B)nX，(S-B-S)nX、(S-B1-S-B2)nX、(S1-B-S2-B-S1)nX中至少一种，其中，S、S1和S2为苯乙烯嵌段，B、B1和B2为丁二烯嵌段，X为偶联剂残基，n＝2～6。5.根据权利要求4所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：S-B1-S-B2和(S-B1-S-B2)nX中B2重量占B1重量的5％～20％。6.根据权利要求4所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：S1-B-S2-B-S1和(S1-B-S2-B-S1)nX中S2重量占S1重量的5％～40％。7.根据权利要求1或2所述的用于沥青改性的丁苯共聚物组合物，其特征在于：B组分为苯乙烯质量百分比为5％～40％、丁二烯质量百分比为95％～60％，且分子量为5×104～16×104的丁苯共聚物。8.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈移姣，陈际江，佘振银，李实慧，燕富成，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，山东大山路桥工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11